Nghiên cứu thu nhận lectin từ cây tỏi ta (allium sativum) và khảo sát khả năng ứng dụng làm thuốc bảo vệ cho rau cải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐỖ NGỌC BẢO

NGHIÊN CỨU THU NHẬN LECTIN TỪ CÂY TỎI TA
(Allium sativum) VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
LÀM THUỐC BẢO VỆ CHO RAU CẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA - 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

ĐỖ NGỌC BẢO

NGHIÊN CỨU THU NHẬN LECTIN TỪ CÂY TỎI TA
(Allium sativum) VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
LÀM THUỐC BẢO VỆ CHO RAU CẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành:

Công nghệ Thực phẩm

Mã số:

60540101

Quyết định giao đề tài:

138/QĐ-ĐHNT ngày 13/02/2015

Quyết định thành lập HĐ:

1037/QĐ-ĐHNT ngày 06/11/2015

Ngày bảo vệ:

14/12/2015

Người hướng dẫn khoa học:
TS. LÊ ĐÌNH HÙNG
TS. NGUYỄN VĂN MINH
Chủ tịch Hội đồng:
Khoa sau đại học:

KHÁNH HÒA – 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự chỉ bảo của thầy
cô hƣớng dẫn và giúp đỡ của tập thể cán bộ nghiên cứu Phòng Công nghệ sinh học
biển - Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang - Trƣờng Đại học Nha
Trang. Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công
bố.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với những lời cam đoan trên.
Khánh Hòa, ngày 18 tháng 12 năm 2015

Chữ ký Học viên

Đỗ Ngọc Bảo

iii


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Đình Hùng (Trƣởng
phòng Công nghệ sinh học biển - Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang)
và TS. Nguyễn Văn Minh - Khoa Công nghệ thực phẩm - Trƣờng Đại học Nha Trang,
các anh chị phòng Công nghệ sinh học biển - Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ
Nha Trang, những ngƣời đã tận tình dìu dắt và hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn
thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban lãnh đạo Trƣờng Đại học Nha Trang, Viện
nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và cán bộ công tác tại Trƣờng
Đại học Nha Trang, Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang đã dạy dỗ và
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập.
Và cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, ngƣời thân và bạn bè đã nhiệt
tình động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Khánh Hòa, ngày 18 tháng 12 năm 2015
Học viên

Đỗ Ngọc Bảo

iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ iv
MỤC LỤC ................................................................................................................... v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................viii
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................... x
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ......................................................................................... xii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
Chƣơng 1 - T NG QUAN ........................................................................................... 4
1.1. T ng quan về tỏi (Allium sativum ) ....................................................................... 4
1.1.1. Tên gọi và lịch s ............................................................................................... 4
1.1.2. Phân loại và thành phần trong tỏi ....................................................................... 4
1.1.3. Đặc điểm hình thái và đặc điểm sinh trƣởng của cây tỏi (Allium sativum) .......... 5
1.1.4. Một số công dụng của tỏi ................................................................................... 6
1.1.5. Tình hình sản xuất tỏi......................................................................................... 7
1.2. T ng quan về lectin ............................................................................................... 8
1.2.1. Lịch s nghiên cứu lectin ................................................................................... 8
1.2.2. Sự phân bố của lectin trong sinh giới ............................................................... 10
1.2.3. Cấu tạo của lectin ............................................................................................. 11
1.2.4. Một số t nh chất lý h a và sinh học của lectin .................................................. 12
1.2.5. Ứng dụng của lectin ......................................................................................... 17
1.3. T ng quan về sâu ................................................................................................ 18
1.3.1. Sâu xanh (Helicoverpa armigera) .................................................................... 18
1.3.2. Sâu tơ (Plutella xylostella) ............................................................................... 19
1.3.3. Sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) ............................................................. 19
1.3.4. Sâu cuốn lá (Cnaphalocrosis medinalis G) ....................................................... 20
1.4. Cây cải (Brassica juncea L.) ............................................................................... 20
1.5. Tình hình nghiên cứu lectin từ cây tỏi ................................................................. 20

1.5.1. Tình hình nghiên cứu lectin từ cây tỏi trên thế giới .......................................... 20
1.5.2. Tình hình nghiên cứu lectin từ cây tỏi ở Việt Nam ........................................... 21
1.6. Tính chất hóa sinh của lectin từ tỏi ...................................................................... 21
1.7. Hoạt tính kháng côn trùng của lectin từ tỏi và khả năng ứng dụng ...................... 23
v


1.8. Phƣơng pháp thu nhận lectin ............................................................................... 25
1.8.1 Các kĩ thuật chiết xuất lectin ............................................................................. 25
1.8.2. Các kỹ thuật tinh chế lectin .............................................................................. 26
Chƣơng 2 - ĐỐI TƢ NG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU .............................. 28
2.1. Vật liệu, h a chất và thiết bị nghiên cứu.............................................................. 28
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 28
2.1.2. Phƣơng pháp thu mẫu và x lý mẫu ................................................................. 28
2.1.3. H a chất ........................................................................................................... 28
2.1.4. Thiết bị nghiên cứu .......................................................................................... 29
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 30
2.2.1. Quy trình t ng quát dự kiến để chiết lectin tỏi .................................................. 30
2.2.2. Xác định điều kiện chiết lectin ......................................................................... 32
2.2.2.1. Ảnh hƣởng của dung môi và nồng độ dung môi đến hoạt độ t ng số (HĐTS)
và hoạt độ riêng (HĐR) của dịch chiết ....................................................................... 32
2.2.2.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt độ t ng số và hoạt độ
riêng của dịch chiết .................................................................................................... 34
2.2.2.3. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm chiết đến hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của
dịch chiết ................................................................................................................... 35
2.2.2.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của dịch
chiết ........................................................................................................................... 36
2.2.3. Ảnh hƣởng của nồng độ muối (NH4)2SO4 trong quá trình kết tủa dịch chiết đến
hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của lectin ................................................................. 37
2.2.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ, pH và cation h a trị 2 đến hoạt t nh ngƣng kết hồng

cầu và khả năng kháng khuẩn của lectin tỏi ............................................................... 38
2.2.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới hoạt t nh ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi ........ 38
2.2.4.2. Ảnh hƣởng của pH tới hoạt t nh ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi ................ 39
2.2.4.3. Ảnh hƣởng của cation h a trị 2 tới hoạt t nh ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi
.................................................................................................................................. 40
2.2.5. Ảnh hƣởng của chế phẩm lectin tỏi đến khả năng hoạt động của sâu xanh, sâu
tơ, sâu xanh da láng, sâu cuốn lá hại rau cải ............................................................... 41
2.3. Phƣơng pháp phân t ch........................................................................................ 43
2.3.1. Xác định hàm lƣợng protein bằng phƣơng pháp Lowry .................................... 43
2.3.2. Xác định hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của lectin bằng phƣơng pháp Hori .. 43
vi


2.3.3. Tinh sạch dịch chiết lectin bằng phƣơng pháp sắc ký lọc gel Sephadex G-75 ... 43
2.3.4. Khảo sát khả năng kháng khuẩn của lectin tỏi .................................................. 44
2.3.5. Xác định khả năng liên kết carbohydrate của lectin tỏi ..................................... 45
2.4. Phƣơng pháp x lý số liệu ................................................................................... 46
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHI N CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................ 47
3.1. Ảnh hƣởng của điều kiện chiết đến hoạt độ lectin từ củ và lá tỏi ......................... 47
3.1.1. Ảnh hƣởng của loại dung môi và nồng độ dung môi ........................................ 47
3.1.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết .............................................. 49
3.1.3. Ảnh hƣởng của thời gian chiết ......................................................................... 50
3.1.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết ........................................................................... 52
3.1.5. Ảnh hƣởng của nồng độ của muối (NH4)2SO4 đến hoạt độ t ng số và hoạt độ
riêng của lectin kết tủa từ dịch chiết ........................................................................... 53
3.1.6. Quy trình công nghệ thu nhận lectin tỏi ............................................................ 55
3.2. Kết quả phân t ch lectin từ tỏi thu nhận bằng quy trình đề xuất ........................... 56
3.3. Tinh sạch dịch chiết lectin từ tỏi sau khi thẩm tách bằng sắc ký lọc gel Sephadex
G-75 .......................................................................................................................... 57
3.4. Đặc t nh h a lý và sinh học của lectin tỏi ............................................................ 58

3.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hoạt độ ngƣng kết hồng cầu (NKHC) của lectin tỏi
.................................................................................................................................. 58
3.4.2. Ảnh hƣởng của pH đến hoạt độ ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi ................... 60
3.4.3. Ảnh hƣởng của cation h a trị 2 đến hoạt độ ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi . 61
3.4.4. Khả năng ngƣng kết các loại hồng cầu khác nhau của lectin tỏi........................ 62
3.4.5. Khả năng kháng khuẩn của lectin từ tỏi ............................................................ 64
3.4.6. Khả năng liên kết carbohydrate của lectin tỏi ................................................... 65
3.5. Đánh giá hiệu lực của chế phẩm lectin từ cây tỏi diệt sâu xanh (Helicoverpa
armigera), sâu tơ (Plutella xylostella), sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) và sâu
cuốn lá (Cnaphalocrosis medinalis G) trong phòng th nghiệm .................................. 68
3.5.1. Đánh giá hoạt t nh diệt sâu xanh ở các nồng độ khác nhau ............................... 68
3.5.2. Đánh giá hoạt t nh diệt sâu tơ ở các nồng độ khác nhau.................................... 69
3.5.3. Đánh giá hoạt t nh diệt sâu xanh da láng ở các nồng độ khác nhau ................... 70
3.5.4. Đánh giá hoạt t nh diệt sâu cuốn lá ở các nồng độ khác nhau ........................... 71
Chƣơng 4 - KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .......................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 76
vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ASAL

: Lectin từ lá tỏi

BSA

: Huyết thanh bò (Bovine serium albumin)

DC

: Dịch chiết

EDTA

: Axit Ethylenediaminetetraacetic

HA

: Hoạt độ ngƣng kết hồng cầu (Hemaggllutinin assay)

HĐR

: Hoạt độ riêng

HĐTS

: Hoạt độ t ng số

MAC

: Lƣợng protein nhỏ nhất c khả năng gây ngƣng kết hồng cầu thỏ đã
đƣợc x lý Trypsin (minimum agglutination concentration)

NKHC

: Ngƣng kết hồng cầu

OD

: Mật độ quang (Optical density)

PBS

: Đệm phosphate chứa NaCl (Phosphate buffered saline)

SDS-PAGE

: Kỹ thuật điện di trên gel polyacrylamide khi c sự hiện diện của
SDS (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)

TN

: Th nghiệm

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học ...................................................................................... 4
Bảng 1.2. Giá trị dinh dƣỡng 100 g tỏi tƣơi ................................................................. 5
Bảng 1.3. Độc tính của một số lectin từ thực vật đến côn trùng có hại ....................... 14
Bảng 2.1. Các thiết bị ch nh đƣợc s dụng trong th nghiệm ...................................... 29
Bảng 2.2. Các vi khuẩn đƣợc s dụng trong th nghiệm khảo sát hoạt độ kháng khuẩn
của lectin tỏi .............................................................................................................. 45
Bảng 2.3. Một số loại đƣờng và glycoprotein ............................................................ 46
Bảng 3.1. Kết quả tinh sạch lectin từ tỏi ..................................................................... 56
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của ion kim loại đến hoạt t nh ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi
.................................................................................................................................. 61
Bảng 3.3. Khả năng gây ngƣng kết các loại hồng cầu khác nhau của lectin tỏi ........... 62
Bảng 3.4. Kết quả th nghiệm khả năng kháng lại một số vi khuẩn gây bệnh của lectin

từ tỏi .......................................................................................................................... 64
Bảng 3.5. Nồng độ đƣờng và glycoprotein nhỏ nhất c khả năng ức chế hoạt độ ngƣng
kết hồng cầu của lectin từ tỏi ..................................................................................... 66

ix


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Củ, cây tỏi (Allium sativum) ......................................................................... 6
Hình 1.2. Tác dụng của lectin đối với hệ đƣờng ruột côn trùng ................................. 16
Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể của lectin từ tỏi ................................................................ 22
Hình 1.4 Cấu trúc của Man9GlcNAc2Asn .................................................................. 22
Hình 1.5. Lectin liên kết với chuỗi carbohydrate ....................................................... 23
Hình 1.6. (A) Vùng hóa mô của côn trùng bình thƣờng và (B) vùng hóa mô của côn
trùng cho ăn lectin từ tỏi đã bị sƣng lên .................................................................... 24
Hình 1.7. Màng bao chất dinh dƣỡng của côn trùng trƣớc và sau khi ăn chế phẩm
lectin tỏi .................................................................................................................... 24
Hình 2.1. Quy trình dự kiến thu nhận lectin tỏi .......................................................... 30
Hình 2.2. Quy trình nghiên cứu ảnh hƣởng của dung môi và nồng độ dung môi đến
hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của dịch chiết lectin tỏi ........................................... 33
Hình 2.3. Quy trình nghiên cứu ảnh hƣởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt độ
t ng số và hoạt độ riêng của dịch chiết lectin tỏi ........................................................ 34
Hình 2.4. Quy trình nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian ngâm chiết đến hoạt độ t ng
số và hoạt độ riêng của dịch chiết lectin tỏi ................................................................ 35
Hình 2.5. Quy trình nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt độ t ng số và
hoạt độ riêng của dịch chiết lectin tỏi ......................................................................... 36
Hình 2.6. Quy trình nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ muối (NH 4)2SO4 đến hoạt độ
t ng số và hoạt độ riêng của dịch lectin ..................................................................... 37
Hình 2.7. Sơ đồ bố tr th nghiệm nghiên cứu sự ảnh hƣởng của nhiệt độ tới hoạt t nh
ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi ............................................................................... 39

Hình 2.8. Sơ đồ bố tr th nghiệm nghiên cứu sự ảnh hƣởng của pH tới hoạt t nh ngƣng
kết hồng cầu của lectin tỏi.......................................................................................... 39
Hình 2.9. Sơ đồ bố tr th nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của cation h a trị 2 tới hoạt
t nh ngƣng kết hồng cầu của lectin tỏi ........................................................................ 40
Hình 2.10. Sơ đồ th nghiệm ảnh hƣởng nồng độ chế phẩm lectin từ cây tỏi đến số
lƣợng sâu còn sống .................................................................................................... 42
Hình 2.11. Quy trình khảo sát khả năng kháng khuẩn của lectin tỏi ........................... 44
Hình 3.1A. Ảnh hƣởng của nồng độ ethanol đến hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của
dịch chiết ................................................................................................................... 47
x


Hình 3.1B. Ảnh hƣởng của nồng độ PBS đến đến hoạt độ t ng số và hoạt độ riêng của
dịch chiết ................................................................................................................... 47
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết đến hoạt độ t ng số, hoạt độ
riêng của dịch chiết .................................................................................................... 49
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của thời gian chiết đến hoạt độ t ng số, hoạt độ riêng của dịch
chiết ........................................................................................................................... 51
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết đến hoạt độ t ng số, hoạt độ riêng của dịch
chiết ........................................................................................................................... 52
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của nồng độ muối (NH 4)2SO4 đến hoạt độ t ng số, hoạt độ riêng
của dịch chiết ............................................................................................................. 53
Hình 3.6. Quy trình tách chiết lectin từ tỏi ................................................................. 55
Hình 3.7. Sự biến đ i độ hấp thu (ƛ = 280nm) và hoạt độ NKHC (HU/ml) quá trình sắc
ký lọc gel Sephadex G-75 của dịch chiết tỏi sau thẩm tách ........................................ 57
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hoạt độ NKHC của lectin tỏi ......................... 58
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của pH đến hoạt độ NKHC của lectin tỏi ................................. 60
Hình 3.10. Bố tr th nghiệm đánh giá hiệu lực chế phẩm trong phòng th nghiệm ..... 68
Hình 3.11. Tỷ lệ sâu xanh còn sống ở các nồng độ khác nhau của chế phẩm lectin .... 68
Hình 3.12. Tỷ lệ sâu tơ còn sống ở các nồng độ khác nhau của chế phẩm lectin......... 69

Hình 3.13. Tỷ lệ sâu xanh da láng còn sống ở các nồng độ khác nhau của chế phẩm
lectin .......................................................................................................................... 70
Hình 3.14. Tỷ lệ sâu cuốn lá còn sống ở các nồng độ khác nhau của chế phẩm lectin 71

xi


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Để làm đa dạng phƣơng thức bảo vệ rau cải (Brassica juncea L.) và hạn chế việc
s dụng thuốc bảo vệ thực vật c nguồn gốc h a học hiện nay, đồng thời tận dụng
nguồn nguyên liệu lá tỏi (Allium sativum) bỏ đi sau thu hoạch gây ô nhiễm môi trƣờng
nên tác giả đã nghiên cứu tách chiết, thu nhận lectin từ cây tỏi ta và khảo sát khả năng
ứng dụng làm thuốc bảo vệ cho rau cải.
Mục đ ch của việc nghiên cứu nhằm xây dựng quy trình thu nhận và tinh sạch
lectin từ cây tỏi. Đồng thời bƣớc đầu đƣợc đánh giá tác động của dịch chiết lectin từ
cây tỏi đối với sâu xanh (Helicoverpa armigera), sâu tơ (Plutella xylostella), sâu xanh
da láng (Spodoptera exigua) và sâu cuốn lá (Cnaphalocrosis medinalis G) hại rau cải.
Một số phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc s dụng nhƣ: Phƣơng pháp quy hoạch
thực nghiệm c điển: Cố định các yếu tố thay đ i một yếu tố là phƣơng pháp đƣợc s
dụng ch nh trong nghiên cứu. Xác định hoạt độ lectin bằng phƣơng pháp ngƣng kết
hồng cầu của Hori. Xác định hàm lƣợng protein bằng phƣơng pháp Lowry. Tinh sạch
lectin bằng phƣơng pháp sắc ký lọc gel Sephadex G-75.
Kết quả nghiên cứu đã xác định đƣợc các điều kiện chiết thích hợp nhƣ: Loại
dung môi, nồng độ dung môi chiết, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết, thời gian chiết,
nhiệt độ chiết và nồng độ của muối amoni sunfate để kết tủa dịch chiết.
Dịch chiết đƣợc tinh sạch bằng chạy sắc ký lọc gel Sephadex G-75, để thu đƣợc
phân đoạn có hoạt t nh ngƣng kết hồng cầu cao nhất. Đề tài cũng đã xác định đƣợc
một số đặc tính hóa lý và sinh học của lectin tỏi nhƣ: Ảnh hƣởng của nhiệt độ và pH;
ảnh hƣởng của cation hóa trị 2, khả năng ngƣng kết với các loại hồng cầu khác nhau và
khả năng kháng khuẩn của lectin tỏi.

Đề tài cũng đã bƣớc đầu đánh giá đƣợc hiệu lực của chế phẩm lectin từ cây tỏi
trong diệt sâu xanh, sâu tơ, sâu xanh da láng và sâu cuốn lá trong phòng thí nghiệm.
Để nâng cao hơn nữa giá trị của nghiên cứu đề nghị tiếp tục khảo sát các yếu tố
khác nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình chiết lectin từ tỏi. Nâng cao khả năng phân
tách và độ tinh sạch của lectin tỏi bằng một số phƣơng pháp khác. Nghiên cứu điều
kiện bảo quản lectin tỏi sau khi tinh sạch. Phát triển ứng dụng chế phẩm lectin từ tỏi
trong các lĩnh vực y học, nông nghiệp và một số lĩnh vực khác.
Từ khóa: Tách chiết lectin tỏi, hoạt độ ngƣng kết hồng cầu, tinh sạch lectin.

xii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lectin (hemagglutinin) là những glycoprotein hoặc protein c

khả năng làm

ngƣng kết hồng cầu (NKHC), khả năng liên kết với carbohydrate và không gây đáp
ứng miễn dịch. Theo Sharon và Lis [69] thì lectin giữ vai trò quan trọng nhƣ là một
phân t nhận dạng trong sự tƣơng tác giữa chất nền với tế bào hoặc tế bào với tế bào vì
chúng c thể phân biệt sự khác nhau trong cấu trúc cũng nhƣ khả năng liên kết với
carbohydrate trên bề mặt tế bào. Những đặc t nh này làm cho lectin trở thành một công
cụ hữu ch cho các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau nhƣ: Nghiên cứu miễn dịch học,
h a sinh, sinh học tế bào, xác định và phát hiện nh m máu, nghiên cứu tế bào ung
thƣ…[74], [83]. Đồng thời, lectin đƣợc phân bố rộng rãi ở cả thực vật, động vật và vi
sinh vật. Lectin đƣợc thu nhận từ các nguồn khác nhau c cấu trúc, khối lƣợng phân t
và đặc t nh sinh học của chúng khác nhau.
Từ khi đƣợc phát hiện vào năm 1888 tới nay, lịch s nghiên cứu lectin đã trải qua
nhiều giai đoạn và vẫn đang tiếp tục phát triển mạnh mẽ. Theo kết quả nhiều nghiên

cứu cho thấy, lectin thu nhận từ thực vật bậc cao n i chung và lectin từ cây một lá
mầm n i riêng c nhiều hoạt t nh sinh học t ch cực trong các lĩnh vực khác nhau nhƣ
kháng lại virus HIV, kháng lại tế bào ung thƣ (lectin từ họ thủy tiên Amaryllidaceae)
[74], hoạt động kháng u và gây ra sự tự hủy diệt của tế bào ung thƣ ở ngƣời [82], nhận
diện các protein c t nh điều hòa miễn dịch [20] và n định các kháng nguyên trong cơ
thể (lectin từ tỏi Allium sativum) [21]. Bên cạnh đ , lectin tỏi còn c tác dụng kháng
sâu bệnh trên một số loài thực vật thông qua phƣơng pháp chuyển gen [9]. T nh chất
này của lectin tỏi đã mở ra một hƣớng ứng dụng mới trong lĩnh vực bảo vệ thực vật
nhằm thay thế cho các loại thuốc bảo vệ thực vật c nguồn gốc h a học. Qua đ , giảm
thiểu tác động độc hại của các h a chất lên sức khỏe của con ngƣời và môi trƣờng sinh
thái.
Tuy nhiên, tình hình nghiên cứu về lectin và những ứng dụng của n ở Việt Nam
chƣa nhiều. Các nghiên cứu mới chỉ tập trung ở một số đối tƣợng nhƣ m t, đậu đỏ, đậu
cô ve, chay, tằm [1], [2], [5] hay một số nghiên cứu về lectin rong biển [7], [32], [33].
Ở Việt Nam, tỏi đƣợc trồng khá rộng rãi và phân bố khắp mọi miền đất nƣớc,
nhƣng trồng nhiều và tập trung nhất tại các tỉnh ph a Bắc và Duyên hải miền Trung.

1


Theo Hiệp hội rau hoa quả Việt Nam, hàng năm t ng sản lƣợng tỏi xuất khẩu của
cả nƣớc khoảng 2.000 tấn/năm, chủ yếu từ các vùng trồng tỏi n i tiếng là Lý Sơn Quảng Ngãi, Ninh Hải - Ninh Thuận, Vạn Ninh và Ninh Hòa - Khánh Hòa, Hải
Dƣơng, Vĩnh Phúc và Bắc Ninh.
Riêng tại tỉnh Khánh Hòa, theo thống kê của Chi cục bảo vệ thực vật Khánh Hòa
năm 2014 diện t ch trồng tỏi tại hai huyện trọng điểm trồng tỏi của tỉnh là Vạn Ninh và
Ninh Hòa khoảng 300 ha, nhƣng năm 2015 diện t ch trồng tỏi đã lên đến 500 ha. Với
sản lƣợng trung bình khoảng 7 đến 12 tấn/ha, thì sản lƣợng tỏi đã gần 5 ngàn tấn. Do
đ đây là nguồn nguyên liệu phong phú dùng để tách chiết lectin.
Tiếp nối những nghiên cứu đ , để làm rõ hơn về t nh chất, cũng nhƣ tác động
sinh học của lectin từ đối tƣợng cây một lá mầm mà cụ thể là lectin từ cây tỏi trồng ở

Khánh Hòa, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thu nhận lectin từ cây tỏi ta (Allium
sativum) và khảo sát khả năng ứng dụng làm thuốc bảo vệ cho rau cải ” là cần thiết.
Thành công của đề tài sẽ g p phần khai thác nguồn tài nguyên lectin phong phú
từ nguồn thực vật của Việt Nam n i chung và cây một lá mầm n i riêng, nhằm đƣa
nguồn tài nguyên này vào ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống.
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài
 Mục tiêu nghiên cứu:
- Xây dựng quy trình thu nhận và tinh sạch lectin từ cây tỏi.
- Bƣớc đầu đánh giá tác động của dịch chiết lectin từ cây tỏi đối với sâu hại rau
cải.
 Nội dung nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của các thông số công nghệ trong đến quá trình thu nhận
lectin từ cây tỏi.
- Nghiên cứu tinh sạch lectin thu nhận từ tỏi.
- Đánh giá một số yếu tố h a lý đến hoạt t nh của lectin tỏi.
- Nghiên cứu đánh giá bƣớc đầu khả năng kháng sâu trên rau cải của dịch chiết
lectin từ cây tỏi.


ngh a khoa học của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp cho sinh viên và nhà nghiên cứu các dữ

liệu khoa học về hoạt t nh và khả năng kháng sâu của lectin chiết xuất từ cây tỏi ta.
Đây là cơ sở khoa học quan trọng cho việc triển khai các nghiên cứu sâu hơn về hoạt
t nh và ứng dụng lectin từ tỏi cũng nhƣ lectin thu nhận từ các loài thực vật khác.
2




ngh a thực ti n của đề tài
Thành công của đề tài sẽ g p phần nâng cao giá trị cho cây tỏi ta, g p phần nâng

cao thu nhập cho ngƣời trồng tỏi. Thành công trong việc s dụng dịch chiết lectin từ
tỏi để kháng sâu trên cây cải sẽ mở ra một hƣớng mới trong phòng chống sâu bệnh
trong nông nghiệp, nhằm hạn chế và hƣớng tới loại bỏ hoàn toàn việc s dụng thuốc
trừ sâu h a học trong trồng trọt từ đ g p phần bảo vệ môi trƣờng sinh thái và bảo vệ
sức khỏe cho mọi ngƣời.

3


Chư ng 1 - T NG QUAN
1.1. T ng quan về tỏi Allium sativum )
1.1.1. Tên gọi và lịch s
Tên Việt Nam: Tỏi.
Tên gọi khác: Tỏi ta, hồ (vị thuốc), đại toán (vị thuốc).
Tên tiếng Anh: Garlic, (Leek-chỉ các loại tỏi khác).
Tên khoa học: Allium sativum.
Cây tỏi ta (Allium sativum) có lịch s s dụng trên 7.000 năm và đã đƣợc s
dụng cho mục đ ch ẩm thực và làm thuốc. Cây tỏi c nguồn gốc ở Trung Á và sau đ
phát triển sang Trung Quốc, Cận Đông, khu vực Địa Trung Hải, Trung và Nam Âu, Ai
Cập và Mexico…
Theo tài liệu tiếng Phạn cho thấy tỏi đƣợc s dụng làm thuốc khoảng 5.000 năm
trƣớc và n đã đƣợc s dụng t nhất 3.000 năm trong y học Trung Quốc. Ngƣời Ai
Cập, Babylon, Hy Lạp và La Mã s dụng tỏi cho các mục đ ch chữa bệnh [76].
Tỏi đƣợc s dụng làm gia vị thiết yếu ở khu vực Địa Trung Hải, cũng nhƣ một
gia vị không thể thiếu ở Châu Á, Châu Phi, và Châu Âu. Đồng thời tỏi là đối tƣợng
phục vụ nghiên cứu đầy tiềm năng.
1.1.2. Ph n loại và thành phần trong tỏi

a. Phân loại
Cây tỏi (Allium sativum) đƣợc phân loại theo bảng 1.1 nhƣ sau:
Bảng 1.1. Ph n loại khoa học [88]
Bộ (ordo):

Asparagales

Họ (familia):

Hành (Alliaceae)

Phân họ (subfamilia):

Hành (Allioideae)

Tông (tribus):

Hành (Allieae)

Chi (genus):

Hành tây (Allium)

Loài (species):

Tỏi (Allium sativum)

b. Thành phần trong tỏi
Tỏi c chứa 0,1% - 0,36% các hợp chất dầu dễ bay hơi quy định cho các t nh chất
dƣợc lý của tỏi, và c

t nhất 17 acid amin đƣợc tìm thấy trong tỏi [58] nhƣ: Lysine,
4


histidine, arginine, aspartic, threonine, Serine, glutamine, proline, glycine, alanine,
cysteine, valine, methionine, isoleucine, leucine, tryptophan và phenylalanine. Tỏi
cũng chứa t nhất 33 hợp chất lƣu huỳnh và các khoáng chất nhƣ: Germanium, canxi,
đồng, sắt, kali, magiê, selen, kẽm, vitamin A, B1, C, chất xơ và nƣớc đƣợc trình bày ở
Bảng 1.2 dƣới đây.
Bảng 1.2. Gi trị dinh dư ng 100 g tỏi tư i [89]
Năng lƣợng

149 kcal

Nƣớc

58,58 g

Carbohydrat

32,06 g

Đƣờng

1,00g

Chất xơ thực phẩm

2,1 g

Chất béo

0,5 g

Protein

6,36 g

Thiamin (Vitamin B1)

0,2 mg

Riboflavin (Vitamin B2)

0,11 mg

Niacin (Vitamin B3)

0,7 mg

Vitamin B6

1,235 mg

Vitamin C

312 mg

Canxi

181 mg

Sắt

1,7 mg

Magie

25 mg

Mangan

1.672 mg

Phospho

153 mg

Kali

401 mg

Natri

17 mg

Kẽm

1,16 mg

1.1.3. Đ c đi m h nh th i và đ c đi m sinh trưởng của c y tỏi Allium sativum)
a. Đặc điểm hình thái
Tỏi là loài cây thân thảo căn hành.
Thân: Thân thật là chồi mọc đầu tiên (tép tỏi), thân khi sinh c hình trụ tròn vƣơn
5


cao, mang phát hoa. Thân thật ph a dƣới mang nhiều rễ phụ, bẹ lá và chồi (tép tỏi)
hình thành thân giả, phần bẹ lá và chồi b thành khối tạo nên củ (giả). Củ tỏi c nhiều
tép, từng tép tỏi cũng nhƣ cả củ tỏi đều c lớp vỏ mỏng bảo vệ.

H nh 1.1. Củ c y tỏi Allium sativum)
Lá: Phần dƣới là bẹ ôm sát chồi bên trong (tép tỏi). Phần phiến lá bên trên cứng,
thẳng, dài 15-50 cm, rộng 1-2,5 cm c rãnh kh a, mép lá hơi ráp. Ở mỗi nách lá ph a
gốc c một chồi nhỏ sau này phát triển thành một tép tỏi, các tép này nằm chung trong
một cái bao (do các bẹ lá trƣớc tạo ra) thành một củ tỏi.
b. Đặc điểm sinh trƣởng
Tỏi là loài thực vật sống lâu năm, phát triển tốt trong vùng ôn đới của bắc bán
cầu. Phần lớn các chồi cây trong các loài thuộc chi hành đều gia tăng bằng cách tạo ra
các chồi nhỏ hay mầm cây xung quanh chồi già, cũng nhƣ bằng cách phát tán hạt.
1.1.4. Một số công dụng của tỏi
a. Tỏi đƣợc dùng làm rau gia vị.
Củ tỏi là loại rau gia vị đƣợc s dụng rộng rãi trên toàn thế giới do hƣơng vị cay
nồng của n nhƣ là một chất kh mùi tanh và k ch th ch tiêu h a.
Ở Châu Âu và Trung Đông lá và cụm hoa của cây tỏi đôi khi đƣợc dùng làm rau
để ăn sống hay xào nấu, c hƣơng vị nhƣ hành, t cay nồng so với củ.
b. Tỏi đƣợc dùng làm thuốc
 Theo Đông y
Củ tỏi có vị cay, tác dụng thanh nhiệt, giải độc, sát khuẩn, sát trùng; chữa kh hƣ,

tiểu tiện khó, bụng trƣớng đầy, tiêu nhọt, đờm và hạch ở ph i, tẩy uế, kiết lỵ, trị giun
6


móc, giun kim, phòng trị cảm cúm.
Tỏi giúp phục hồi alycin, một hợp chất tự nhiên trong cơ thể có tác dụng chống
ung thƣ, giảm cholesterol, giảm huyết áp, có khả năng giết 60 loại nấm độc, đồng thời
làm phát triển 20 loại vi khuẩn c

ch đối với phụ nữ mãn kinh. Mỗi ngày ăn 1-2

nhánh tỏi rất tốt cho sức khỏe [88].
 Theo Tây y
Tỏi c tác dụng kháng sinh, kháng khuẩn, kháng virus, diệt ký sinh trùng và
nguyên sinh động vật, phòng chống các bệnh tim mạch, giảm đƣờng huyết, tăng cƣờng
hệ miễn dịch, phòng tránh các rối loạn tiêu hoá, rối loạn cơ quan và một số tác động y
học khác nhƣ xua đu i và diệt côn trùng [16].
Ngoài ra tỏi còn có tác dụng trên tế bào ung thƣ, khả năng ngăn chặn khối u ung
thƣ của tỏi liên quan đến các hợp chất S-allyl cysteine, diallyl disulfide và diallyl
trisulfide. Ngoài ra, tỏi còn c hàm lƣợng khoàng chất selenium, một chất chống ôxy
hoá mạnh làm tăng khả năng bảo vệ màng tế bào, phòng chống ung thƣ và bệnh tim
mạch [24].
 Các sản phẩm hóa học từ tỏi
Tinh dầu tỏi đƣợc điều chế thành thuốc bảo vệ thực vật để xua đu i ruồi đục quả,
thuốc diệt tuyến trùng, thuốc diệt ve bét trên vật nuôi và thuốc trừ sâu ở một số nƣớc
[9].
1.1.5. T nh h nh sản uất tỏi
Cây tỏi đƣợc trồng trên toàn cầu, nhƣng Trung Quốc là nhà sản xuất tỏi lớn nhất
thế giới với khoảng 13,5 triệu tấn củ tỏi hàng năm, chiếm hơn 80% sản lƣợng tỏi thế
giới. Các nƣớc trồng nhiều tỏi khác là Ấn Độ (4,1%), Hàn Quốc (2%), Ai Cập và Nga

(1,6%). Tại Việt Nam, tỏi đƣợc trồng tại các tỉnh phía Bắc và Duyên hải miền Trung.
Theo Hiệp hội rau hoa quả Việt Nam, hàng năm t ng sản lƣợng tỏi xuất khẩu của cả
nƣớc khoảng 2.000 tấn/năm, chủ yếu từ các vùng trồng tỏi n i tiếng là Lý Sơn - Quảng
Ngãi, Ninh Hải - Ninh Thuận, Khánh Hòa, Hải Dƣơng, Vĩnh Phúc và Bắc Ninh.
Riêng tại tỉnh Khánh Hòa, theo thống kê của Chi cục bảo vệ thực vật Khánh Hòa
năm 2014 diện tịch trồng tỏi tại hai huyện trọng điểm trồng tỏi của tỉnh là Vạn Ninh và
Ninh Hòa khoảng 300 ha, nhƣng năm 2015 diện t ch trồng tỏi đã lên đến 500 ha. Với
sản lƣợng trung bình khoảng 7 tấn đến 12 tấn/ha, thì sản lƣợng tỏi đã gần 5 ngàn tấn.

7


1.2. T ng quan về lectin
1.2.1. Lịch s nghiên cứu lectin
Cho đến những năm cuối thế kỷ 19, đã c những bằng chứng đầu tiên về sự hiện
diện của một loại protein c khả năng ngƣng kết hồng cầu (NKHC). Tuy nhiên, hầu
hết các nghiên cứu lúc bấy giờ chủ yếu chỉ tập trung vào việc làm sáng tỏ nguyên lý
gây độc của các loại hạt c chứa thành phần gây độc này nhằm s dụng cho các mục
đ ch y tế.
Lần đầu tiên nguyên lý gây độc của các hạt Aprus precatorius đã đƣợc Warden
và Waddel [80] giải th ch vào năm 1884. Sau đ Dixson [25] đã tìm ra đƣợc một dịch
lỏng c độc tố, đƣợc tách chiết từ hạt thầu dầu Ricinus precatorius là một protein vào
năm 1887. Những protein nhƣ vậy đƣợc gọi là hemagglutinins hay agglutinins thực
vật, vì chúng đƣợc tìm thấy ở mẫu chiết thực vật. Sau đ , chất hemagglutinin đƣợc
Stillmark [73] tách chiết từ hạt của cây thầu dầu Ricinus communis và đƣợc đặt tên là
ricin, một độc tố mà sau đ đƣợc xác định là c bản chất protein.
Vào cuối thế kỷ thứ 19, c nhiều bằng chứng cho thấy sự hiện diện của protein
c khả năng gây ngƣng kết hồng cầu. Protein này đƣợc gọi là hemagglutinins, hoặc
phytoagglutinins, chúng đã đƣợc tìm thấy trong các chất chiết xuất từ thực vật.
Kể từ đ quá trình nghiên cứu lectin đƣợc chia làm 3 giai đoạn ch nh:

 Giai đoạn đầu từ cuối thế kỷ XIX đến n a đầu thế kỷ XX:
Đây là giai đoạn mang t nh điều tra cơ bản về lectin trong sinh giới.
Đầu tiên là công trình nghiên cứu của Stillmark [73] vào năm 1888 tại trƣờng đại
học Tartu, Hellin, ông đã tách đƣợc một độc tố có nguồn gốc từ thực vật, đ là dịch
chiết từ hạt của cây Abrus precatororius, có khả năng ngƣng kết tế bào hồng cầu
ngƣời và đƣợc đặt tên là abrin.
Cũng trong giai đoạn này Landsteiner và cộng sự [45] đã chứng minh đƣợc khả
năng ngƣng kết tế bào hồng cầu của các dịch chiết từ các thực vật và động vật khác
nhau là khác nhau.
Vào năm 1926 Sumner [75] đã phân lập đƣợc một protein từ đậu jack (Canavalia
ensiformis) và đặt tên nó là concanavalin A, đây đƣợc coi là một hemagglutinin tinh
khiết lần đầu tiên đƣợc phân lập.
Cũng trong khoảng thời gian này Boyd [13] tại Đại học Boston đã phát hiện ra
rằng dịch chiết hemagglutinins của đậu lima (Phaseolus limensis) và đậu tằm chần
8


(Vicia cracca) đặc hiệu với nhóm máu A, nhƣng không đặc hiệu với hai nhóm máu B
và O, trong khi dịch chiết hemagglutinins từ măng tây (Lotus Tetragonolobus) đặc
hiệu với nhóm máu O.
Nhƣ vậy trong giai đoạn đầu khi nghiên cứu về lectin, các nhà khoa học đã c thể
tinh chế đƣợc một số hemagglutinins và xác định đƣợc t nh đặc hiệu của một số
hemagglutinins đối với một số nh m máu. Đây là t nh chất quan trọng của
hemagglutinins, giúp xác định nhanh ch ng nh m máu trong lĩnh vực y tế.
 Tiếp đến, trong những năm 1950 đến năm 1970:
Trong giai đoạn này lần đầu tiên vào năm 1954, thuật ngữ “lectin” đã đƣợc Boyd
và Shapleigh [13] s dụng để chỉ nh m các chất c khả năng ngƣng kết đặc hiệu nh m
máu.
Trong giai đoạn này Joseph [37] đã phát hiện ra agglutinin lúa mì (Triticum spp)
c khả năng ƣu tiên ngƣng kết các tế bào ác t nh. Bên cạnh đ agglutinins đậu tƣơng

(Glycine max) cũng c khả năng ƣu tiên ngƣng kết các tế bào ác t nh đƣợc Sela và
cộng sự tìm ra [66].
C thể thấy thành công lớn nhất của giai đoạn này là phát hiện khả năng ƣu tiên
ngƣng kết các tế bào ác t nh của một số agglutinins. Điều này c thể giúp mở ra hƣớng
nghiên cứu điều trị mới một số bệnh ác t nh đối với con ngƣời.
 Từ năm 1970 đến nay:
Đây là giai đoạn phát triển mạnh các nghiên cứu và đƣa các kết quả nghiên cứu
vào ứng dụng trong thực tế.
Các nhà khoa học đã xác định các thông số h a lý ch nh của lectin để hoàn thành
trình tự amino acid và giải th ch cấu trúc 3D của khoảng 200 loại lectin khác nhau và
nhiều cấu trúc phức hợp của lectin-carbohydrate [90].
Năm 1991, Balzarini [10] tìm ra lectin của một số loài thuộc họ thủy tiên
(Amaryllidaceae) và họ lan (Orchidaceae) giúp kìm hãm sự phát triển của virus HIV.
Kết quả nghiên cứu c thể mở ra một hƣớng điều trị mới đối với căn bệnh HIV mà lúc
bấy giờ chƣa c phƣơng pháp chữa trị nào hiệu quả.
Năm 1995, Peuman, Van Dame [56] đã đƣa ra một số khái niệm mới về cấu trúc
liên quan đến tính chất của lectin: “Lectin là protein mà cấu trúc phân t có chứa ít
nhất một vị trí liên kết đặc hiệu đƣờng”. Dựa vào cấu trúc phân t và biểu hiện hoạt
tính sinh học, Peuman và cộng sự đã chia lectin thành 3 loại:
9


Merolectin c khối lƣợng phân t nhỏ và c một trung tâm liên kết đƣờng, không
c đặc t nh ngƣng kết tế bào hồng cầu và không kết tủa các hợp chất liên kết đƣờng.
Hololectin chứa t nhất hai trung tâm liên kết với đƣờng, c khả năng gây ngƣng
kết tế bào hồng cầu và gây kết tủa, do tƣơng tác với nhiều hợp chất cộng đƣờng. Đ là
các lectin đã đƣợc nghiên cứu nhiều nhất và dễ đƣợc phát hiện bởi khả năng gây
ngƣng kết tế bào hồng cầu và thƣờng đƣợc gọi là hemagglutinins.
Chimerolectin là những phân t c

t nhất một vị tr liên kết với đƣờng và c một

vùng chức năng sinh học khác (c thể là chức năng xúc tác sinh học), nhƣ protein kìm
hãm riboxom type 2 (RIP, Type 2) c trong hạt thầu dầu (Ricinus Communis L.) hoặc
hạt cây cam thảo dây (Abrus precatorius L.).
Khoa học hiện đại đã đƣa ra một định nghĩa mới nhất về lectin nhƣ sau: “lectin là
glycoprotein hoặc protein không c nguồn gốc miễn dịch, c khả năng liên kết thuận
nghịch, phi h a trị với carbohydrate mà không làm thay đ i cấu trúc của carbohydrate
đƣợc liên kết”. Lectin gắn kết với những tế bào c glycoprotein hoặc glycolipit bề mặt.
Sự hiện diện của hai hay nhiều vị tr gắn kết đối với mỗi phân t lectin cho phép nó
gắn kết nhiều loại tế bào và phản ứng gắn kết với hồng cầu đƣợc s dụng rất rộng rãi
để kiểm tra sự hiện diện của lectin trong dịch chiết từ các sinh vật khác nhau [56].
Một trong những thành công hiện nay của các nhà khoa học là việc ứng dụng
lectin vào sản xuất nông nghiệp, giúp cây trồng tăng khả năng kháng lại một số rầy,
sâu bệnh nhƣ các nghiên cứu của Sadeghi và cộng sự [9], Bandyopadhyay và cộng sự
[11], Clement và Venkatesh [20]… Thành công của các nghiên cứu này c thể mở ra
một hƣớng sản xuất mới đối với ngành nông nghiệp.
1.2.2. Sự ph n bố của lectin trong sinh giới
Ở thực vật c hơn 1000 loài đƣợc phát hiện là c hoạt t nh lectin, tuy nhiên mới
chỉ biết rõ 4-5% lectin ở những họ thực vật c hoa. Đa số các lectin đƣợc nghiên cứu
rõ nhất đều thuộc họ đậu, chiếm 60% các lectin đƣợc nhiều ngƣời biết đến. Lectin
đƣợc phát hiện ở hầu hết các mô thực vật, nhƣng sự phân bố của chúng trong các mô
thay đ i theo các họ đã đƣợc nghiên cứu. Chúng c nhiều ở hạt (họ đậu, họ đại k ch,
hòa thảo), quả và củ (họ cà, họ hành), rễ (họ bầu b , họ đậu) và ở chồi và lá (họ xƣơng
rồng và họ lan) [10].
Lectin động vật cũng đã đƣợc nghiên cứu ở một số đối tƣợng và chúng đƣợc phát
hiện ở hầu hết các sinh vật c xƣơng sống lẫn không xƣơng sống. Lectin ở sinh vật
10

không xƣơng sống c chủ yếu ở dịch hoặc dịch tiết, nhƣ huyết thanh cá, nọc rắn, tinh
dịch, huyết tƣơng. Lectin ở động vật c xƣơng số tồn tại ở dạng tự do hoặc protein cấu
trúc màng ở dịch phôi, các cơ quan và mô ở cơ thể trƣởng thành [71].
Lectin vi sinh vật đã đƣợc tìm thấy chủ yếu từ vi khuẩn nhƣng chúng cũng đƣợc
phát hiện thấy ở virus, nấm meo, nấm mốc, trùng roi, tảo lục. Trong nhiều trƣờng hợp
lectin vi sinh vật gắn vào bề mặt vi khuẩn và chỉ c một vị tr nhận diện. Lectin vi sinh
vật giúp chúng gắn kết các tế bào lại với nhau nhƣng lectin cô lập từ vi sinh vật lại
không c hoạt t nh này, vì vậy chúng đƣợc gọi là các protein giống lectin. Không chỉ ở
thực vật bậc cao, các nghiên cứu cũng cho thấy sự c mặt của lectin ở nhiều loài của
thực vật bậc thấp nhƣ ở một số loài nấm (Fungi), địa y (Lichenes) và rong (Algae).
Ở Việt Nam, một số tác giả đã tiến hành điều tra sơ bộ các loại đậu đang đƣợc
trồng ph biến, kết quả cho thấy c tới 60% các loài c chứa lectin [6]. Các nghiên cứu
đối với họ dâu tằm (Moraceae), m t và một số loài cây khác nhƣ sake chi artocarpus
(Artocarpus incia) và chay (Artocarpus tonkinensis) đều chứa lectin c hoạt t nh
ngƣng kết hồng cầu rất cao [3].
1.2.3. Cấu tạo của lectin
 Khối lư ng ph n t của lectin
Đã c nhiều công bố về khối lƣợng phân t của lectin, dải khối lƣợng của chúng
từ vài kDa (lectin của rễ cây gai (Uricaceae): 8,5 kDa) đến vài trăm kDa (lectin của
sam biển Châu Á (Tachypleus tridentatus): 700 kDa). Các nhà khoa học chƣa tìm thấy
đƣợc mối liên hệ nào giữa khối lƣợng phân t lectin và hoạt t nh của ch nh n [38].
 Cấu tạo ph n t của lectin
Khi nghiên cứu trình tự acid amin trong phân t lectin, các nhà khoa học đã nhận
thấy: Trình tự acid amin trong phân t lectin phản ánh mối quan hệ trong quá trình tiến
h a. Trên cơ sở của nhiều dẫn liệu khoa học về cấu trúc bậc nhất của các phân t
lectin, Sharon và Lis [69] cho rằng: Các loài càng c quan hệ họ hàng càng gần gũi thì
cấu trúc bậc nhất của phân t lectin càng giống nhau nhiều hơn. C thể đây là một dấu
hiệu để phân loại sinh vật ở mức độ phân t .
Bất kỳ một dạng lectin nào dù c cấu trúc bậc I hay cấu trúc không gian phức tạp
đều chứa trung tâm hoạt động, đ là trung tâm liên kết carbohydrate. Ch nh trung tâm

này quyết định hoạt t nh của lectin. Nếu nhƣ ở enzyme, trung tâm hoạt động của chúng
là các gốc acid amin hoặc phần phi protein thì ở hầu hết các lectin trung tâm hoạt động
11


của chúng là do một số gốc acid amin nhƣ tyrosin, serin, threonin, tryptophan… c
khả năng liên kết mạnh với các gốc đƣờng tạo nên [15], [22].
Cơ chế hoạt động của lectin: “Các trung tâm hoạt động của các phân t lectin đều
c khả năng liên kết các gốc đƣờng trong các thụ thể tiếp nhận (receptor) trên bề mặt
tế bào. Các liên kết sẽ đƣợc hình thành giữa các receptor trên bề mặt màng tế bào với
trung tâm hoạt động của lectin. Nhờ các liên kết này mà lectin đã kết d nh các tế bào,
tạo nên hiện tƣợng ngƣng kết tế bào. Các dạng lectin khác nhau, khả năng liên kết với
các thụ thể trên bề mặt tế bào cũng khác nhau. Trung tâm hoạt động của lectin chỉ hoạt
động khi n nằm trong một cấu trúc hoàn chỉnh của phân t . Bất kỳ một tác nhân nào
phá vỡ cấu trúc phân t lectin cũng đều làm giảm hoặc mất khả năng hoạt động của
trung tâm này [38].
1.2.4. Một số tính chất l hóa và sinh học của lectin
 Khả năng ngƣng kết tế bào
Loại tế bào dễ bị lectin làm ngƣng kết là các tế bào hồng cầu của động vật và
ngƣời. Đây là dấu hiệu đặc trƣng nhất để nhận biết lectin. Số lƣợng lectin c khả năng
ngƣng kết hồng cầu chỉ duy nhất của một nh m máu là rất t vì chúng đồng thời c thể
gây ngƣng kết với nhiều loại hồng cầu nhƣ: Thỏ, cừu, dê, gà, trâu hay ngựa… Theo
Allen và Billantine [8], trong hơn 800 dạng lectin đƣợc nghiên cứu thì chỉ c 90 loài
chứa lectin đặc hiệu nh m máu, 710 loài chứa lectin không đặc hiệu nh m máu.
Theo nghiên cứu của Sharon và Lis [69], lectin không chỉ gây ngƣng kết tế bào
hồng cầu ngƣời và động vật mà còn c khả năng ngƣng kết tế bào của vi sinh vật và
một số dạng tế bào khác nhƣ: Tế bào giao t , tế bào khối u, tế bào ung thƣ hay các tế
bào phôi…
 Sự tƣơng tác của lectin với các loại đƣờng và dẫn xuất của n :
Vai trò n i bật nhất của lectin ở các sinh vật chính là chức năng nhận diện các

gốc đƣờng. Vai trò này thể hiện trong chức năng của lectin trong miễn dịch tự nhiên,
cơ chế của sự tƣơng tác giữa lectin với đƣờng vẫn còn khá phức tạp [22]. Nhƣng 3 đặc
t nh này c ý nghĩa cực kỳ quan trọng trong các nghiên cứu về lectin.
Với các lectin tƣơng tác đặc hiệu với một loại glycoprotein nào đ thì c thể s
dụng lectin này để nghiên cứu sâu cấu trúc màng tế bào c mặt glycoprotein đ . Một
số nhà khoa học đã s dụng lectin tƣơng tác đặc hiệu với glycoprotein để xác định
kháng nguyên trên bề mặt tế bào hồng cầu. Gần đây, dựa vào các loại đƣờng ức chế
12


đặc hiệu hoạt độ lectin mà ngƣời ta đã s dụng chúng để tinh chế nhiều loại lectin
bằng sắc ký ái lực và hơn nữa ngƣời ta cũng s dụng cột ái lực lectin để tinh chế và
nghiên cứu nhiều loại glycoprotein c chức năng sinh học [90].
 Họat tính kháng côn trùng của lectin từ thực vật bậc cao:
Lectin từ củ khoai mỡ (Dioscorea batatas) cho thấy hoạt tính kìm hãm sự phát
triển của ấu trùng sâu bƣớm (Helicoverpa armigera) do liên kết với màng bao chất
dinh dƣỡng [54] và diệt rệp vừng (Myzus persicaeca) hại trái đào [41]. Lectin từ khoai
môn (Arum maculatum) gây chết rệp (Lipaphis erysimi) và rệp muội đen (Aphis
craccivora) do liên kết với protein màng ruột côn trùng [48]. Lectin từ hạt mãng cầu
(Annona coriacea) gây chết sâu non (Anagasta kuehniella) do làm thay đ i môi trƣờng
màng ruột và phá vỡ cơ chế phục hồi enzyme tiêu hóa của côn trùng [21]. Lectin từ lá
cây bông điển (Bauhinia monandra) làm chết mọt đậu (Zabrotes subfaciatus), mọt đậu
bò (Callosobruchus maculatus) và làm giảm trọng lƣợng của ấu trùng mọt hại đậu
nành (A. kuehniella). Lectin từ hoa giọt tuyết (Galanthus nivalis) đã làm giảm đáng kể
rệp (Rhopalosiphum maidis) hại cây ngô [79] và ấu trùng rầy mềm (Adalia
bipunctata), bọ (Chrysoperla carnea) [29], diệt rầy xanh (Green leafhopper), rầy nâu
(Brown planthopper) và rầy lƣng đen (Whitebacked planthopper) hại lúa [50] và diệt
rệp (Aphis gossypii) gây hại cây bông vải [34]. Lectin từ củ hành (onion) làm chết rệp
(Lipaphis erysimi) gây hại cho cây mù tạc [31]. Lectin từ tỏi tây (Allium porrum) diệt
giun ăn lá cây bông vải [62].

13